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Harald Haas: Forget Wi-Fi. Meet the new Li-Fi Internet
Harald Haas: Um novo tipo revolucionário de Internet sem fios
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E se pudéssemos usar as tecnologias existentes para proporcionar o acesso à Internet a mais de 4 mil milhões de pessoas que vivem em locais onde não há infraestruturas para isso? Usando LEDs e células solares vulgares, Harald Haas e a sua equipa são pioneiros numa nova tecnologia que transmite dados, utilizando a luz, e pode vir a ser a chave para transpor o fosso digital. Observem como poderá ser o futuro da Internet.
Harald Haas - Communications technology innovator
Harald Haas is the pioneer behind a new technology that can communicate as well as illuminate. Full bio
Harald Haas is the pioneer behind a new technology that can communicate as well as illuminate. Full bio
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00:12
I would like to demonstrate
for the first time in public
for the first time in public
0
579
3445
Gostaria de demonstrar
pela primeira vez em público
pela primeira vez em público
00:16
that it is possible to transmit a video
1
4048
4071
que é possível transmitir um vídeo
00:20
from a standard off-the-shelf LED lamp
2
8143
4309
a partir de uma lâmpada LED vulgar
00:24
to a solar cell with a laptop
acting as a receiver.
acting as a receiver.
3
12476
5160
para uma célula solar,
usando um portátil como recetor.
usando um portátil como recetor.
00:30
There is no Wi-Fi involved,
it's just light.
it's just light.
4
18478
2591
Não usamos Wi-Fi, somente luz.
00:33
And you may wonder, what's the point?
5
21093
2834
Vocês podem perguntar:
"Qual o propósito disso?"
"Qual o propósito disso?"
00:35
And the point is this:
6
23951
1744
O propósito é o seguinte:
00:38
There will be a massive
extension of the Internet
extension of the Internet
7
26399
2676
Vai haver uma grande extensão da Internet
00:41
to close the digital divide,
8
29099
2810
para eliminar o fosso digital,
00:43
and also to allow for what we call
"The Internet of Things" --
"The Internet of Things" --
9
31933
4181
e permitir a "Internet das Coisas"
00:48
tens of billions of devices
connected to the Internet.
connected to the Internet.
10
36138
3166
— dezenas de milhares de milhões
de aparelhos ligados à Internet.
de aparelhos ligados à Internet.
00:51
In my view, such an extension
of the Internet can only work
of the Internet can only work
11
39328
4031
A meu ver, esta extensão
da Internet somente funcionará
da Internet somente funcionará
00:55
if it's almost energy-neutral.
12
43383
2347
se o consumo de energia for quase neutro.
00:58
This means we need to use existing
infrastructure as much as possible.
infrastructure as much as possible.
13
46173
4832
Isso significa que devemos usar
a infraestrutura pré-existente ao máximo.
a infraestrutura pré-existente ao máximo.
01:03
And this is where the solar cell
and the LED come in.
and the LED come in.
14
51497
4937
É aí que entram a célula solar e o LED.
01:08
I demonstrated for the first time,
15
56959
2318
Eu demonstrei pela primeira vez,
01:11
at TED in 2011,
16
59301
1965
no TED de 2011,
01:13
Li-Fi, or Light Fidelity.
17
61290
1984
o Li-Fi, ou "Luz, Fidelidade".
01:15
Li-Fi uses off-the-shelf LEDs
to transmit data incredibly fast,
to transmit data incredibly fast,
18
63781
5995
O Li-Fi usa lâmpadas LED vulgares
para transmitir dados com incrível rapidez
para transmitir dados com incrível rapidez
01:21
and also in a safe and secure manner.
19
69800
2292
e de maneira segura e fiável.
01:25
Data is transported by the light,
20
73402
2881
Os dados são transportados pela luz,
01:28
encoded in subtle changes
of the brightness.
of the brightness.
21
76307
3125
codificados através
de subtis mudanças de luminosidade.
de subtis mudanças de luminosidade.
01:32
If we look around,
we have many LEDs around us,
we have many LEDs around us,
22
80390
3564
Se olharmos à nossa volta,
vemos muitas lâmpadas LED,
vemos muitas lâmpadas LED,
01:35
so there's a rich infrastructure
of Li-Fi transmitters around us.
of Li-Fi transmitters around us.
23
83978
4661
portanto, temos uma rica infraestrutura
de transmissores de Li-Fi à nossa volta.
de transmissores de Li-Fi à nossa volta.
01:41
But so far, we have been using
special devices -- small photo detectors,
special devices -- small photo detectors,
24
89393
5239
Contudo, até agora temos usado aparelhos
especiais — pequenos fotodetetores —
especiais — pequenos fotodetetores —
01:46
to receive the information
encoded in the data.
encoded in the data.
25
94656
3682
para receber as informações
codificadas nos dados.
codificadas nos dados.
01:50
I wanted to find a way to also use
existing infrastructure
existing infrastructure
26
98940
3892
Eu quero encontrar uma maneira de também
utilizar a infraestrutura já existente
utilizar a infraestrutura já existente
01:54
to receive data from our Li-Fi lights.
27
102856
3006
para receber dados do nosso Li-Fi.
01:58
And this is why I have been looking into
solar cells and solar panels.
solar cells and solar panels.
28
106426
4114
É por isso que tenho pesquisado
sobre painéis e células solares.
sobre painéis e células solares.
02:03
A solar cell absorbs light
and converts it into electrical energy.
and converts it into electrical energy.
29
111016
5128
A célula solar absorve luz e converte-a
em energia elétrica.
em energia elétrica.
02:08
This is why we can use a solar cell
to charge our mobile phone.
to charge our mobile phone.
30
116549
4986
Por isso podemos usar células solares
para carregar os nossos telemóveis.
para carregar os nossos telemóveis.
02:13
But now we need to remember
31
121559
1406
Mas agora precisamos de lembrar
02:14
that the data is encoded in subtle changes
of the brightness of the LED,
of the brightness of the LED,
32
122989
6231
que os dados estão codificados nas subtis
mudanças de luminosidade do LED,
mudanças de luminosidade do LED,
02:21
so if the incoming light fluctuates,
33
129244
3349
por isso, se há oscilações na luz recebida,
02:24
so does the energy harvested
from the solar cell.
from the solar cell.
34
132617
2931
haverá variações na energia recolhida
pela célula solar.
pela célula solar.
02:28
This means we have
a principal mechanism in place
a principal mechanism in place
35
136579
3509
Isso significa que temos
um importante mecanismo
um importante mecanismo
02:32
to receive information from the light
and by the solar cell,
and by the solar cell,
36
140112
6110
para receber informações da luz
através da célula solar,
através da célula solar,
02:38
because the fluctuations
of the energy harvested
of the energy harvested
37
146246
2775
uma vez que as variações
da energia recolhida
da energia recolhida
02:41
correspond to the data transmitted.
38
149045
2118
correspondem aos dados transmitidos.
02:43
Of course the question is:
39
151934
2126
Claro que a pergunta agora é:
02:46
can we receive very fast and subtle
changes of the brightness,
changes of the brightness,
40
154084
4160
Será que podemos receber variações
de luminosidade rápidas e subtis,
de luminosidade rápidas e subtis,
02:50
such as the ones transmitted
by our LED lights?
by our LED lights?
41
158268
3810
como as transmitidas
pelas nossas luzes LED?
pelas nossas luzes LED?
02:54
And the answer to that is yes, we can.
42
162641
3504
A resposta é sim, podemos.
02:58
We have shown in the lab
43
166637
1779
Nós demonstrámos no laboratório
03:00
that we can receive up to 50
megabytes per second
megabytes per second
44
168440
3482
que podemos receber
até 50 megabytes por segundo
até 50 megabytes por segundo
03:03
from a standard, off-the-shelf solar cell.
45
171946
2435
de uma célula solar vulgar.
03:06
And this is faster than most
broadband connections these days.
broadband connections these days.
46
174921
3627
Isto é mais rápido que a maioria
das ligações de banda-larga hoje em dia.
das ligações de banda-larga hoje em dia.
03:11
Now let me show you in practice.
47
179437
3310
Vou mostrar isso na prática.
03:17
In this box is a standard,
off-the-shelf LED lamp.
off-the-shelf LED lamp.
48
185095
4388
Nesta caixa há uma lâmpada LED vulgar.
03:23
This is a standard,
off-the-shelf solar cell;
off-the-shelf solar cell;
49
191193
2575
Isto é uma célula solar vulgar
03:25
it is connected to the laptop.
50
193792
2183
que está ligada ao computador.
03:28
And also we have an instrument here
51
196949
2320
Também temos aqui um instrumento
03:31
to visualize the energy
we harvest from the solar cell.
we harvest from the solar cell.
52
199293
3778
para visualizar a energia recolhida
através da célula solar.
através da célula solar.
03:35
And this instrument shows
something at the moment.
something at the moment.
53
203095
2798
Neste momento, o instrumento já marca algo.
03:37
This is because the solar cell already
harvests light from the ambient light.
harvests light from the ambient light.
54
205917
4281
Isto ocorre porque a célula solar
já está a absorver a luz ambiente.
já está a absorver a luz ambiente.
03:43
Now what I would like to do first
is switch on the light,
is switch on the light,
55
211102
2840
Agora, primeiro, gostaria de ligar a luz,
03:45
and I'll simply, only switch on the light,
56
213966
2106
e vou ligar a luz só por um instante.
03:48
for a moment,
57
216096
2108
03:50
and what you'll notice is that
the instrument jumps to the right.
the instrument jumps to the right.
58
218228
3994
Vão reparar que o ponteiro
do instrumento salta para a direita.
do instrumento salta para a direita.
03:54
So the solar cell, for a moment,
59
222904
1690
Então a célula solar, por instantes,
03:56
is harvesting energy
from this artificial light source.
from this artificial light source.
60
224618
3522
vai recolher energia
desta fonte de luz artificial.
desta fonte de luz artificial.
04:00
If I turn it off, we see it drops.
61
228540
3278
Se a desligarmos,
vemos como o ponteiro volta para trás.
vemos como o ponteiro volta para trás.
04:03
I turn it on ...
62
231842
1183
Eu ligo...
04:05
So we harvest energy with the solar cell.
63
233049
2719
... e recolhemos energia com a célula solar.
04:08
But next I would like to activate
the streaming of the video.
the streaming of the video.
64
236586
5323
Agora, gostaria de ativar
a transmissão deste vídeo.
a transmissão deste vídeo.
04:15
And I've done this
by pressing this button.
by pressing this button.
65
243418
2324
Fiz isto apertando este botão.
04:17
So now this LED lamp here
is streaming a video
is streaming a video
66
245766
4723
Agora, esta lâmpada LED
está a transmitir o vídeo
está a transmitir o vídeo
04:22
by changing the brightness of the LED
in a very subtle way,
in a very subtle way,
67
250513
4132
através de alterações subtis
na luminosidade do LED
na luminosidade do LED
04:26
and in a way that you can't
recognize with your eye,
recognize with your eye,
68
254669
2498
de uma maneira que não podemos
identificar a olho nu
identificar a olho nu
04:29
because the changes
are too fast to recognize.
are too fast to recognize.
69
257191
3256
devido à velocidade das oscilações.
04:33
But in order to prove the point,
70
261384
2399
Para exemplificar isto,
04:35
I can block the light of the solar cell.
71
263807
3145
posso bloquear a luz da célula solar.
04:40
So first you notice
the energy harvesting drops
the energy harvesting drops
72
268087
3223
Podemos ver inicialmente como
o nível de energia recolhida diminui
o nível de energia recolhida diminui
04:43
and the video stops as well.
73
271334
1692
e o vídeo deixou de ser transmitido.
04:45
If I remove the blockage,
the video will restart.
the video will restart.
74
273050
3656
Se eu remover esta barreira,
o vídeo reinicia.
o vídeo reinicia.
04:49
(Applause)
75
277357
6229
(Aplausos)
04:55
And I can repeat that.
76
283610
2333
Posso fazer isto de novo.
04:57
So we stop the transmission of the video
and energy harvesting stops as well.
and energy harvesting stops as well.
77
285967
5251
Paramos a transmissão do vídeo
e a recolha de energia também para.
e a recolha de energia também para.
05:03
So that is to show that the solar cell
acts as a receiver.
acts as a receiver.
78
291242
4408
Isto mostra como a célula solar
funciona como um recetor.
funciona como um recetor.
05:08
But now imagine that this LED lamp
is a street light, and there's fog.
is a street light, and there's fog.
79
296079
5384
Mas agora imaginem que esta lâmpada LED
é um candeeiro da rua, e há nevoeiro.
é um candeeiro da rua, e há nevoeiro.
05:14
And so I want to simulate fog,
80
302106
2303
Quero simular nevoeiro,
05:16
and that's why I brought
a handkerchief with me.
a handkerchief with me.
81
304433
2743
por isso trouxe comigo
um lenço de bolso.
um lenço de bolso.
05:19
(Laughter)
82
307200
1432
(Risos)
05:20
And let me put the handkerchief
over the solar cell.
over the solar cell.
83
308656
3960
Vou colocar o lenço
sobre a célula solar.
sobre a célula solar.
05:25
First you notice
84
313905
1628
Primeiro, reparamos que o nível
de energia recolhida diminui,
de energia recolhida diminui,
05:27
the energy harvested drops, as expected,
85
315557
4197
conforme esperado,
05:31
but now the video still continues.
86
319778
2578
mas o vídeo continua a ser transmitido.
05:34
This means, despite the blockage,
87
322769
2619
Isto significa que, apesar do bloqueio,
05:37
there's sufficient light coming through
the handkerchief to the solar cell,
the handkerchief to the solar cell,
88
325412
3881
há luz suficiente transmitida
através do lenço para a célula solar
através do lenço para a célula solar
05:41
so that the solar cell is able to decode
and stream that information,
and stream that information,
89
329317
5515
para que a célula solar seja capaz
de descodificar e transmitir informações
de descodificar e transmitir informações
05:46
in this case, a high-definition video.
90
334856
2604
— neste caso, um vídeo em alta definição.
05:51
What's really important here is that
a solar cell has become a receiver
a solar cell has become a receiver
91
339040
5563
O que é realmente importante aqui
é que a célula solar tornou-se um recetor
é que a célula solar tornou-se um recetor
05:56
for high-speed wireless signals
encoded in light,
encoded in light,
92
344627
3815
para sinais codificados na luz de uma
rede sem fios de alta velocidade
rede sem fios de alta velocidade
06:00
while it maintains its primary function
as an energy-harvesting device.
as an energy-harvesting device.
93
348466
4816
enquanto continua a sua função
de instrumento coletor de energia.
de instrumento coletor de energia.
06:05
That's why it is possible
94
353872
2419
Por isso, é possível utilizar
células solares pré-existentes
células solares pré-existentes
06:08
to use existing solar cells
on the roof of a hut
on the roof of a hut
95
356315
3857
no teto de uma cabana
06:12
to act as a broadband receiver
96
360196
2493
como recetoras de banda larga
06:14
from a laser station on a close by hill,
or indeed, lamp post.
or indeed, lamp post.
97
362713
4376
a partir de estações laser localizadas
num morro próximo ou num candeeiro da rua.
num morro próximo ou num candeeiro da rua.
06:19
And It really doesn't matter
where the beam hits the solar cell.
where the beam hits the solar cell.
98
367605
3695
Não importa onde o raio laser
acerte na célula solar.
acerte na célula solar.
06:23
And the same is true
99
371647
1178
O mesmo é válido
06:24
for translucent solar cells
integrated into windows,
integrated into windows,
100
372849
3793
para células solares
integradas em janelas,
integradas em janelas,
06:28
solar cells integrated
into street furniture,
into street furniture,
101
376666
3532
células solares integradas
em mobiliário urbano,
em mobiliário urbano,
06:32
or indeed, solar cells integrated
into these billions of devices
into these billions of devices
102
380222
4543
ou então células solares integradas
em milhares de milhões de aparelhos
em milhares de milhões de aparelhos
06:36
that will form the Internet of Things.
103
384789
2076
que irão formar a "Internet das Coisas",
06:38
Because simply,
104
386889
1158
uma vez que não queremos
carregar estes aparelhos regularmente
carregar estes aparelhos regularmente
06:40
we don't want to charge
these devices regularly,
these devices regularly,
105
388071
2491
06:42
or worse, replace the batteries
every few months.
every few months.
106
390586
2975
ou pior, substituir baterias
que só duram uns meses.
que só duram uns meses.
06:46
As I said to you,
107
394418
1730
Como já disse,
esta é a primeira vez
que mostro isto publicamente.
que mostro isto publicamente.
06:48
this is the first time
I've shown this in public.
I've shown this in public.
108
396172
2318
06:50
It's very much a lab demonstration,
109
398514
2055
É realmente uma demonstração
de laboratório, um protótipo.
de laboratório, um protótipo.
06:52
a prototype.
110
400593
1203
06:54
But my team and I are confident
that we can take this to market
that we can take this to market
111
402276
3294
Mas a minha equipa e eu estamos confiantes
que podemos pôr isto no mercado
que podemos pôr isto no mercado
06:57
within the next two to three years.
112
405594
1991
dentro dos próximos dois a três anos.
07:00
And we hope we will be able to contribute
to closing the digital divide,
to closing the digital divide,
113
408251
5293
Esperamos contribuir
para a eliminação do fosso digital
para a eliminação do fosso digital
07:05
and also contribute
114
413568
1198
e contribuir também
07:06
to connecting all these billions
of devices to the Internet.
of devices to the Internet.
115
414790
2945
para ligar todos esses milhares de milhões
de aparelhos à Internet.
de aparelhos à Internet.
07:10
And all of this without causing
116
418370
1525
Tudo isto sem causar uma grande explosão
no consumo de energia
no consumo de energia
07:11
a massive explosion
of energy consumption --
of energy consumption --
117
419919
2452
07:14
because of the solar cells,
quite the opposite.
quite the opposite.
118
422395
2222
— muito pelo contrário,
devido as células solares,
devido as células solares,
07:16
Thank you.
119
424641
1153
Obrigado.
07:17
(Applause)
120
425818
5182
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Harald Haas - Communications technology innovatorHarald Haas is the pioneer behind a new technology that can communicate as well as illuminate.
Why you should listen
Imagine using your car headlights to transmit data ... or surfing the web safely on a plane, tethered only by a line of sight. Harald Haas is working on it. He currently holds the Chair of Mobile Communications at the University of Edinburgh, and is co-founder and Chief Scientific Officer of pureLiFi Ltd as well as the Director of the LiFi Research and Development Center at the University of Edinburgh. His main research interests are in optical wireless communications, hybrid optical wireless and RF communications, spatial modulation, and interference coordination in wireless networks.
Haas has long been studying ways to communicate electronic data signals, designing modulation techniques that pack more data onto existing networks. But his latest work leaps beyond wires and radio waves to transmit data via an LED bulb that glows and darkens faster than the human eye can see. His group published the first proof-of-concept results demonstrating that it is possible to to turn commercially available light emitting diode (LED) light bulbs into broadband wireless transmission systems.
"It should be so cheap that it's everywhere," he says. "Using the visible light spectrum, which comes for free, you can piggy-back existing wireless services on the back of lighting equipment."
Harald Haas | Speaker | TED.com